Владимир Живетин - Человеческий риск (системные основы управления) Страница 18

Таким образом, для регулирования величины риска человек обязан изучить области, среду, затем оценить свои возможности и необходимость привлечения дополнительных средств, прежде чем принимать решения и исполнять их. При этом клетки не являются носителями информации. Они лишь инструменты возникновения новых топологических отношений в нервной сети и, следовательно, новых пространственно-временных носителей информационных процессов.

Объем памяти у некоторых людей огромен, они могут запоминать страницы текста за короткий промежуток времени, другие – нет. Это означает, что параметры информационных блоков у разных людей различны. Под параметрами будем понимать объем памяти, быстродействие, аналитические возможности по ее обработке. Таким образом, память – это система, включающая ряд подсистем, которая имеет пороги по объему внешней информации, скорости ее поступления. Однако, как и во всякой биосистеме, в ней возможны процессы самоорганизации, перестройки и адаптации в процессе жизнедеятельности человека.

2.2.2. Нейронные сети головного мозга человека. Самоорганизация

Исследования показывают, что нервные эмбриональные центры, состоящие всего из нескольких десятков клеток культуры тканей, обнаруживают тенденцию к самоорганизации. Изолированные группы нервных клеток показывают следы своеобразной нервной активности. Эти «шумовые» «спонтанные» возбужденные состояния не ограничиваются тем нейроном, в котором они возникли, а распространяются дальше и на другие аналитические, связанные с ним нейроны.

Группы нервных клеток, изолированные от естественных контактов в нервной системе, способны организовываться в единую систему. Каждая такая группа в зависимости от количества, вида и многообразия внутренних элементов развивает разные, но определенные формы активности и поддерживает их в течение длительного времени. Важно то, что такие нейронные группы, функционирующие по принципу самоорганизации, не нуждаются в афферентном возбуждении. Соединяя эти группы (каким-либо образом) с сенсорными нейронами, легко преобразовать их в искусственную систему рефлексов, однако для возникновения процессов самоорганизации в этом нет необходимости. Так, например, изолированные центры, содержащие сегментный двигательный аппарат спинного мозга [1], способны при помощи механизма самоорганизации генерировать выходной моторный импульс, необходимый для шагающего движения конечности. Отметим, что для образования выходного сигнала, генерирующего подобное движение, достаточно даже небольшой части одного из трех-четырех сегментов спинного мозга, иннервирующих конечности. Таким образом, не существует отдельного «командного» нейрона, и не имеет смысла утверждать, что вся нейронная сеть сегментов, приводящих в движение конечность, ответственна за генерацию выходного сигнала.

Рассмотрим принцип решения задачи и принятия решения. Поскольку система самоорганизующаяся, то для решения поставленной перед человеком задачи в топологическом нейронном пространстве выделяется область G, на вход которой по ее вызовам собирается вся имеющаяся в памяти человека информация (чрезвычайно важный момент, определяющий качество решения задачи). Отметим, что только часть топологического пространства G отдана природой для сознательной деятельности, остальные нейроны расположены в области G* бессознательной деятельности [24]. Предположительно, что информационно-энергетические потоки из G* в G и обратно по воле человека не осуществляются. По командам центра задача решается, результаты решения закладываются в долговременную память или для внешнего потребления. Затем по командам центра область сознательной деятельности мозга G очищается и готова к решению новых задач.

Эта ситуация совпадает с той, которая возникает, например, при решении научных проблем. Для решения научной проблемы собирается коллектив, который, используя все источники информации и необходимые технические средства, решает задачу. Полученные результаты передаются потребителю (заказчику), а коллектив возвращается в исходное положение. Эти же люди в другом составе в последующем будут решать другие задачи.

Некоторые задачи Ji , решаемые человеком, часто повторяются. Результаты решения таких задач откладываются в области , и по мере необходимости востребуются без предварительного решения. В связи с этим имеет смысл рассматривать топологическое пространство нейронной системы.

С учетом сказанного примем гипотезу: структура и способ решения задач в нейронных сетях человеческого мозга идентичны организации работ в социальной среде и других биологических системах.

«Рефлекс» и «центральная программа»

В настоящее время имеется несколько математических моделей действия смешанных популяций, состоящих из возбуждающих и тормозных нейронов [2, 4]. При этом удается приблизиться к решению основной дилеммы нейробиологии: «рефлекс» и «центральная программа». Дело в том, что эти два представления о конечных принципах нервной деятельности не противоречивы, а дополняют друг друга согласно закону противоположностей.

Сеть нейронов, с одной стороны, – самоорганизующаяся система, назначение которой – преобразовать «нейронный шум»; с другой стороны, эта же сеть является и кибернетической системой, связывающей организм с процессами окружающего мира путем сложной иерархии рефлексов. Понять суть нервной организации можно, лишь рассматривая их совместно. В общем смысле «центральными программами» нервных центров являются те известные нам функциональные единицы, которые обусловлены генетически, характерны для данного вида и не требуют ни предварительного опыта, ни обучения. Опытно доказано, что часто очень сложные, казавшиеся вырожденными, цели поведенческих актов в действительности только в своих элементарных частях существуют в генетически закрепленной форме. В настоящее время доказано, что эти цели – результат постепенной интеграции элементарных частей в общую систему сложных поведенческих актов.

Деятельность мозга (сознание)

По очень осторожным подсчетам, кора головного мозга человека состоит примерно из двух миллионов так называемых структурных модулей. Отметим, что при этом нервные центры состоят из повторяющихся одинаковых единиц (модулей). Каждый модуль содержит 5000 нервных клеток. При этом модули не изолированы друг от друга, а сложно соединены между собой генетически точно детерминированными связями. Эти соотношения показывают, какие огромные возможности для самоорганизации имеет такое невообразимое количество частных явлений. Кроме того, топологически, на разных уровнях и между ними существуют иерархические связи, объединяющие воедино в каждый момент времени активность всей нервной системы.

Как известно, высшая нервная деятельность не существует без деятельности мозга. Но в настоящее время не известно конкретно, что чем определяется. Связаны ли те или иные процессы умственной деятельности с определенной частью анатомической нервной сети, с комбинацией в данный момент активных возбудителей и тормозных нейронов, с биологическими структурами, кодирующими каким-то образом элементы памяти и т. д. Таким образом, с точки зрения высшей нервной деятельности, не имеет смысла отдавать какой-то приоритет тому или иному подходу из всего множества известных. При этом не следует отделять сознание от его материального субстрата-носителя.

Информационные аспекты деятельности нервной системы

Отметим, что нервная система не изолирована от внешнего мира, а имеет постоянный контакт с ним посредством нескольких десятков миллионов аффекторных каналов. К тому же рефлексы, возникающие таким образом и соединенные друг с другом в сложной иерархии, в большинстве случаев являются не открытыми функциональными цепями (возбуждение → рецептор → афферентный импульс → центральное переключение → аффекторный импульс → эффектор), а замыкающимися через внешний мир. Таким образом, рефлекс или другой более сложный процесс поведения меняет взаимоотношения между человеком и внешним миром, что в свою очередь иногда полностью изменяет форму входного сигнала. Таким образом, человек и внешний мир объединены непрерывным циклическим (деятельным) информационным потоком.

В работе [42] система «мозг – психика» рассматривается как информационная система и с позиций информационной теории. При этом нейронная сеть – это самоорганизующаяся система, несущая информационно-энергетические потоки.

Если следовать «негэнтропийной[1] теории информации», сформулированной Л. Бриллюэном [36], и ограничиться вторым законом термодинамики, возможно представить на примитивном уровне, что «сознание оказывает влияние на деятельность мозга».